Page 166 - 《爆炸与冲击》2026年第3期
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第 46 卷 第 7 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 7
2026 年 7 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Jul., 2026
DOI：10.11883/bzycj-2025-0186
压弯与撞击耦合作用后圆端形钢管混凝土柱
的剩余力学性能 *
樊元帅 ，王 蕊 ，赵 晖 ，颉宗旺 ，晋 斌 3
1,2
1,2
1,2
1,2
（1. 太原理工大学土木工程学院，山西 太原 030024；
2. 土木工程防灾减灾与控制山西省重点实验室，山西 太原 030024；
3. 山西四建集团有限公司，山西 太原 030024）
摘要： 针对圆端形钢管混凝土构件在桥梁墩柱、主塔等应用中可能面临船舶、车辆、漂浮物等撞击作用的问题，
聚焦压弯和撞击耦合作用后圆端形钢管混凝土柱的剩余力学性能，开展了撞后剩余力学性能试验，获得了不同偏心率
和轴压比影响下试件的破坏模式、荷载-跨中位移和荷载-纵向应变曲线。此外，基于 ABAQUS 软件建立了 144 个圆端
形钢管混凝土柱侧向撞击和剩余承载力分析模型，重点分析了撞击速度、偏心率、轴压比、长宽比和含钢率对撞后残
余挠度与剩余承载力的影响。最后，基于响应面分析法提出了多因素交互影响下该类试件的撞后残余变形和剩余承
载力系数的预测公式。结果表明：圆端形钢管混凝土压弯柱在侧向撞击下以整体变形为主；偏心受压过程中荷载-柱
中侧向位移曲线较平缓下降，说明试件延性良好；随着轴压比和偏心率的增大，试件剩余承载力降低。通过考虑多因
素交互影响建立的响应面模型能较好地预测圆端形钢管混凝土柱撞后的残余变形和剩余承载力系数。
关键词： 圆端形钢管混凝土；撞击；剩余承载力；挠度
中图分类号： O347; TU398 国标学科代码： 13015 文献标志码： A
Residual mechanical performance of round-ended concrete-filled steel tube
columns exposed to combined eccentric compression and impact loading
1,2
1,2
1,2
1,2
FAN Yuanshuai , WANG Rui , ZHAO Hui , XIE Zongwang , JIN Bin 3
（1. College of Civil Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China;
2. Shanxi Key Laboratory of Civil Engineering Disaster Prevention and Control, Taiyuan 030024, Shanxi, China;
3. Shanxi Sijian Group Co., Ltd, Taiyuan 030024, Shanxi, China）
Abstract: Round-ended concrete-filled steel tube (RE-CFST) members, commonly used in bridge piers and main towers, are
often subjected to impacts from vessels, vehicles, floating debris, and other potential collisions. Therefore, this study focuses
on the residual mechanical performance of RE-CFST columns exposed to the combined effect of eccentric compression and
impact loading. Post-impact compression tests were conducted, and the failure modes, load-midspan displacement, and load-
longitudinal strain curves under different eccentricity ratios and axial-load ratios were obtained. The results showed that the
RE-CFST beam-columns primarily presented global deformation under lateral impact. Under eccentric compression,
pronounced local buckling was observed in the outer steel tube on the compression side. The load-lateral displacement curve of
the column under eccentric compression showed a gentle decrease, indicating good ductility of the specimen. As the
eccentricity ratio and axial-load ratio increased, the residual bearing capacity of the specimen decreased. In addition, using
ABAQUS software, a total of 144 finite element (FE) models were established to analyze the lateral impact behavior and
* 收稿日期： 2025-06-24；修回日期： 2026-03-07
基金项目： 国家自然科学基金（52108162）；山西省重点国别科技合作项目（202204041101010）
第一作者： 樊元帅（2001－ ），男，硕士研究生，m15617986556@163.com
通信作者： 赵 晖（1988－ ），男，博士，教授，博士生导师，zhaohui01@tyut.edu.cn
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